專利名稱：一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)無級變速器領(lǐng)域，具體涉及一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器。
背景技術(shù)：
機(jī)械無級變速器采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合來傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，達(dá)到所需機(jī)械傳動(dòng)的最佳匹配。產(chǎn)業(yè)化的機(jī)械無級變速器有摩擦式、鏈?zhǔn)健⒚}動(dòng)式及帶式四大類約數(shù)十種基本結(jié)構(gòu)型式。典型的摩擦式無級變速器的種類包括:行星錐盤式；行星環(huán)錐式；錐盤環(huán)盤式；圓球式等。齒鏈?zhǔn)綗o級變速器包括:滑片鏈?zhǔn)?；滾柱鏈?zhǔn)?；鏈?zhǔn)骄砝@式等。脈動(dòng)式無級變速器包括:三相并列連桿式與四相并開連桿式等；帶式無級變速器則有V型橡膠帶式，雙V型橡膠帶式等。帶式無級變速器的基本結(jié)構(gòu)是通過一套機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變一組變速輪帶的輪槽寬度，使皮帶在帶槽中移動(dòng)從而改變傳動(dòng)半徑實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的無級變化。這種無級變速器具有以下特點(diǎn)傳動(dòng)帶具有連續(xù)變速、傳動(dòng)平穩(wěn)、低振動(dòng)低噪聲；具有過載自保護(hù)功能。且結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝精度要求低，制造成本低，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。由于采用橡膠V帶作為傳動(dòng)體，所帶來的問題有:傳遞的扭矩與功率受到限制，不適于在小尺度變速機(jī)構(gòu)中應(yīng)用。因此這種無級變速器只能應(yīng)用在小功率的機(jī)械變速傳動(dòng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，該通過一對變直徑輪轂機(jī)構(gòu)改變金屬帶槽輪的直徑，并采用連組V帶或多楔帶連接，有效地縮小了皮帶的最小彎曲半徑，可用于各種尺度的無級變速機(jī)構(gòu)，并大幅度提高了無級變速器的傳遞扭矩與功率，另外還提高了最高限速的許用值。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，包括輸入軸和輸出軸，其特征在于:所述無級變速器還包括結(jié)構(gòu)相同的主動(dòng)變徑輪轂、被動(dòng)變徑輪轂，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述輸入軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述被動(dòng)變徑輪轂與所述輸出軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主動(dòng)變徑輪轂以及所述被動(dòng)變徑輪轂的兩側(cè)分別含有一傘形結(jié)構(gòu)，所述傘形結(jié)構(gòu)中心部鉸接設(shè)置一滑套，所述滑套套裝于一變螺距絲桿外圍，所述滑套上固定設(shè)有撥叉，所述的撥叉銷釘?shù)囊欢宋挥谒鲎兟菥嘟z桿的螺旋槽中，并與所述螺旋槽內(nèi)壁構(gòu)成傳動(dòng)配合，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述被動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿之間通過一同步帶聯(lián)接構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)，所述主動(dòng)變徑輪轂和被動(dòng)變徑輪轂之間通過一皮帶構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)。所述主動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿為主動(dòng)變螺距絲桿，所述被動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿為被動(dòng)變螺距絲桿，所述主動(dòng)變螺距絲桿的螺旋槽與所述被動(dòng)變螺距絲桿的螺旋槽旋向相反，且所述主動(dòng)變螺距絲桿或所述被動(dòng)變螺距絲桿上的螺旋槽呈中心對稱。
主動(dòng)變螺距絲桿的螺距或被動(dòng)變螺距絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的弧度分別與所述主動(dòng)變徑輪轂外徑尺寸或被動(dòng)變徑輪轂外徑尺寸的變化成線性關(guān)系，且所述主動(dòng)變螺距絲桿的螺距或
從動(dòng)變螺距絲桿的螺距滿足下式S = c.，(0〈x〈l)，其中s為螺距，其中所述c為主
X
動(dòng)變徑輪轂或被從變徑輪轂的變徑速率系數(shù)，所述X為該位置到變距絲桿軸線方向?qū)ΨQ面的距離，所述I為頂桿的長度。所述輸入軸、輸出軸表面兩側(cè)分別開有腰形槽，所述主動(dòng)變徑輪轂內(nèi)的變螺距絲桿位于所述輸入軸內(nèi)部，且與所述輸入軸構(gòu)成同軸裝配；所述被動(dòng)變徑輪轂內(nèi)的變螺距絲桿位于所述輸出軸內(nèi)部，且與所述輸出軸構(gòu)成同軸裝配，所述滑套通過穿過所述腰形槽的銷釘分別與所述輸入軸或所述輸出軸構(gòu)成滑動(dòng)連接。所述滑套通過一撥叉銷釘固定連接所述撥叉的一端，所述撥叉的另一端位于所述主動(dòng)變螺距絲桿或所述被動(dòng)變螺距絲桿上的螺旋槽內(nèi)，且與所述螺旋槽內(nèi)壁構(gòu)成傳動(dòng)配
口 O所述傘形結(jié)構(gòu)由若干頂桿、若干V型槽頂座組成，所述頂桿的一端與所述滑套鉸接，另一端與所述帶V型槽頂座鉸接，若干所述頂桿呈輻射狀均勻設(shè)置于所述滑套與所述帶V型槽頂座之間，所述V型皮帶套裝在由所述若干帶V型槽頂座構(gòu)成的外圓面上。所述V型槽頂座組上的頂座上至少開有一條V型槽。所述V型槽底座上固定有至少兩根V型皮帶。所述V型皮帶為一連 組V帶。所述V型皮帶為多楔帶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:具有連續(xù)變速、傳動(dòng)平穩(wěn)、低振動(dòng)低噪聲；具有過載自保護(hù)功能。且結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝精度要求低，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。同傳統(tǒng)單根V帶的無極變速其相比，本發(fā)明采用多根皮帶連接，大幅度提高了無級變速器的傳遞扭矩與功率。另外還提高了最高限速的許用值。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖1的爆炸 圖3是本發(fā)明中變徑輪轂剖視 圖4是本發(fā)明中變徑輪轂結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明中主動(dòng)變螺距絲桿結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明中被動(dòng)變螺距絲桿結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
如圖1-6所示，圖中標(biāo)記1-20分別為:同步帶1、同步帶輪2、撥叉螺母3、蝶簧4、推力軸承5、滑套銷釘6、滑套7、推力軸承8、撥叉9、主動(dòng)變螺距絲桿10、頂桿11、V型槽頂座組12、輸入軸13、V型皮帶14、撥叉銷釘15、從動(dòng)變螺距絲桿16、輸出軸17、腰形槽18、主動(dòng)變徑輪轂19、從動(dòng)變徑輪轂20。實(shí)施例:本實(shí)施例目的是通過結(jié)構(gòu)相同的主動(dòng)變徑輪轂19以及被動(dòng)變徑輪轂20的直徑變化，并藉由V型皮帶14的摩擦牽引力實(shí)現(xiàn)從輸入軸13至輸出軸18的無級變速。如圖1、2、4所示，主動(dòng)變徑輪轂19的變徑過程由以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):主動(dòng)變螺距絲桿10的左端軸肩上裝配同步帶輪2，同步帶輪2上裝配同步皮帶I。輸入軸13與主動(dòng)變螺距絲桿10同軸裝配，滑套7套裝在輸入軸13上，可以沿著輸入軸與13的軸線方向滑動(dòng)?；?上均勻分布十六個(gè)內(nèi)鉸鏈，滑套7上的內(nèi)鉸鏈與頂桿11 一端的外鉸鏈組成鉸接副。頂桿11的兩端都加工同樣的外鉸鏈，頂桿11另一端外鉸鏈與V型槽頂座組12左端的內(nèi)鉸鏈組成鉸接副。滑套7上的16個(gè)內(nèi)鉸鏈上依次如上述結(jié)構(gòu)一樣，與頂桿11和V型槽頂座組12連接。撥叉9套在主動(dòng)變螺距絲桿10上，可以沿著主動(dòng)變螺距絲桿10的軸向滑動(dòng)。撥叉9大直徑段沿徑向表面開有一孔，撥叉銷釘15從孔中插入，撥叉銷釘15的小直徑段插入到主動(dòng)變螺距絲桿10的螺旋槽中，并可以在槽中滑動(dòng)以構(gòu)成傳動(dòng)配合。撥叉9小直徑段外表面依次裝配推力軸承8、推力軸承5、蝶簧4和撥叉螺母3。三個(gè)滑套銷釘6分別插入滑套7的三個(gè)銷釘孔中，并且穿過輸入軸13的三個(gè)腰形槽，使得滑套7與輸入軸13連成一體?；卒N釘6的小直徑段被推力軸承5和推力軸承8相對的兩個(gè)面夾緊，見圖3。如圖2所示，撥叉9左邊的各零件(除同步帶I和同步帶輪2外)以對稱方式從主動(dòng)變螺距絲桿10的右端再次以同樣的關(guān)系裝配到主動(dòng)變螺距絲桿10和輸入軸13上。如圖4所示，V型皮帶14嵌入V型槽頂座組12上的V型槽內(nèi)，構(gòu)成固定連接。以上這些零件組成主動(dòng)部件，從動(dòng)部件除了用從動(dòng)變螺距絲桿16替換主動(dòng)變螺距絲桿10外，其余零件的結(jié)構(gòu)和裝配方式和主動(dòng)部件相同，所以被動(dòng)變徑輪轂22的變徑過程也與主動(dòng)變徑輪轂21相同。如圖5、6所示，主動(dòng)變螺距絲桿10和被動(dòng)變螺距絲桿16的結(jié)構(gòu)，兩者的螺旋槽旋向相反，而且主動(dòng)變螺距絲桿10或被動(dòng)變螺距絲桿16上的螺旋槽呈中心對稱。主動(dòng)變徑輪轂19、被動(dòng)變徑輪轂20都是由一組頂桿11和V型槽頂座組12組成。頂桿11的一端與帶V型槽頂座鉸接，另一端與滑套7上的內(nèi)鉸鏈配合，且一組的頂桿11是呈輻射狀均勻設(shè)置在V型槽頂座組12與滑套7之間并構(gòu)成傘形結(jié)構(gòu)。主動(dòng)變徑輪轂19、被動(dòng)變徑輪轂20通過V型皮帶14連成一體構(gòu)成同向旋轉(zhuǎn)。V型槽頂座組12上的頂座上至少開有一條V型槽，且固定有與V型槽數(shù)量相匹配的V型皮帶。V型皮帶14為可以為一連組V帶或多楔帶。本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí):動(dòng)力從輸入軸13輸入，輸入軸13通過穿過其腰形槽的滑套銷釘6，帶動(dòng)滑套7轉(zhuǎn)動(dòng)。滑套7帶動(dòng)頂桿11、V型槽頂座組12以及V型皮帶14 (主動(dòng)變徑輪轂19)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，V型皮帶14帶動(dòng)從動(dòng)變徑輪轂20同向轉(zhuǎn)動(dòng)(與主動(dòng)變徑輪轂19旋轉(zhuǎn)方向相同)，并經(jīng)過V型槽頂座組12、頂桿11、滑套7帶動(dòng)、滑套銷釘6等將動(dòng)力傳遞給輸出軸18，完成動(dòng)力傳輸。本實(shí)施例的變速通過改變主動(dòng)變徑輪轂19的直徑和從動(dòng)變徑輪轂20的直徑來實(shí)現(xiàn)。皮帶I帶動(dòng)兩個(gè)同步帶輪2同步轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)同步帶輪2分別帶動(dòng)主動(dòng)變螺距絲桿10和從動(dòng)變螺距絲桿16同向轉(zhuǎn)動(dòng)。插在主動(dòng)變螺距絲桿10中的撥叉銷釘15隨著主動(dòng)變螺距絲桿10的轉(zhuǎn)動(dòng)向中間滑動(dòng)，撥叉銷釘15帶動(dòng)推力軸承8、滑套銷釘6、推力軸承5、蝶簧4、撥叉螺母3 —起向中間滑動(dòng)?；卒N釘6帶動(dòng)滑套7向中間滑動(dòng)?；?向中間滑動(dòng)時(shí)，頂桿11繞著與滑套7構(gòu)成的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，V型槽頂座組12便被頂起，主動(dòng)變徑輪轂19的直徑變大。從動(dòng)變螺距絲桿16與主動(dòng)變螺距絲桿10的螺紋槽旋向相反，隨著主動(dòng)變徑輪轂19直徑變大，從動(dòng)變徑輪轂20的直徑變小，且V型皮帶14始終保持張緊狀態(tài)。這樣就實(shí)現(xiàn)了輸入軸13與輸出軸18之間傳動(dòng)比的無級改變。主動(dòng)變螺距絲桿10上的螺距以及從動(dòng)變螺距絲桿16上的螺距保持一定的變化規(guī)律，以使主動(dòng)變螺距絲桿10螺距以及從動(dòng)變螺距絲桿16轉(zhuǎn)動(dòng)的弧度分別與主動(dòng)變徑輪轂19外徑尺寸Dl以及從動(dòng)變徑輪轂20外徑尺寸D2的變化成線性關(guān)系。變螺距絲桿的螺距滿足下式:
權(quán)利要求
1.一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，包括輸入軸和輸出軸，其特征在于:所述無級變速器還包括結(jié)構(gòu)相同的主動(dòng)變徑輪轂、被動(dòng)變徑輪轂，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述輸入軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述被動(dòng)變徑輪轂與所述輸出軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主動(dòng)變徑輪轂以及所述被動(dòng)變徑輪轂的兩側(cè)分別含有一傘形結(jié)構(gòu)，所述傘形結(jié)構(gòu)中心部鉸接設(shè)置一滑套，所述滑套套裝于一變螺距絲桿外圍，所述滑套上固定設(shè)有撥叉，所述的撥叉銷釘?shù)囊欢宋挥谒鲎兟菥嘟z桿的螺旋槽中，并與所述螺旋槽內(nèi)壁構(gòu)成傳動(dòng)配合，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述被動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿之間通過一同步帶聯(lián)接構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)，所述主動(dòng)變徑輪轂和被動(dòng)變徑輪轂之間通過一皮帶構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述主動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿為主動(dòng)變螺距絲桿，所述被動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿為被動(dòng)變螺距絲桿，所述主動(dòng)變螺距絲桿的螺旋槽與所述被動(dòng)變螺距絲桿的螺旋槽旋向相反，且所述主動(dòng)變螺距絲桿或所述被動(dòng)變螺距絲桿上的螺旋槽呈中心對稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:主動(dòng)變螺距絲桿的螺距或被動(dòng)變螺距絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的弧度分別與所述主動(dòng)變徑輪轂外徑尺寸或被動(dòng)變徑輪轂外徑尺寸的變化成線性關(guān)系，且所述主動(dòng)變螺距絲桿的螺距或從動(dòng)變螺距絲桿的螺距滿足下式
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述輸入軸、輸出軸表面兩側(cè)分別開有腰形槽，所述主動(dòng)變徑輪轂內(nèi)的變螺距絲桿位于所述輸入軸內(nèi)部，且與所述輸入軸構(gòu)成同軸裝配；所述被動(dòng)變徑輪轂內(nèi)的變螺距絲桿位于所述輸出軸內(nèi)部，且與所述輸出軸構(gòu)成同軸裝配，所述滑套通過穿過所述腰形槽的銷釘分別與所述輸入軸或所述輸出軸構(gòu)成滑動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述滑套通過一撥叉銷釘固定連接所述撥叉的一端，所述撥叉的另一端位于所述主動(dòng)變螺距絲桿或所述被動(dòng)變螺距絲桿上的螺旋槽內(nèi)，且與所述螺旋槽內(nèi)壁構(gòu)成傳動(dòng)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述傘形結(jié)構(gòu)由若干頂桿、若干V型槽頂座組成，所述頂桿的一端與所述滑套鉸接，另一端與所述帶V型槽頂座鉸接，若干所述頂桿呈輻射狀均勻設(shè)置于所述滑套與所述帶V型槽頂座之間，所述V型皮帶套裝在由所述若干帶V型槽頂座構(gòu)成的外圓面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述V型槽頂座組上的頂座上至少開有一條V型槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述V型槽底座上固定有至少兩根V型皮帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述V型皮帶為一連組V帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、8或9所述的一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于:所述V型皮帶為多楔帶。`
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)無級變速器領(lǐng)域，具體涉及一種帶傳動(dòng)變徑輪轂式無級變速器，其特征在于所述無級變速器還包括結(jié)構(gòu)相同的主動(dòng)變徑輪轂、被動(dòng)變徑輪轂，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述輸入軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述被動(dòng)變徑輪轂與所述輸出軸構(gòu)成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主動(dòng)變徑輪轂以及所述被動(dòng)變徑輪轂的兩側(cè)分別含有一傘形結(jié)構(gòu)，所述傘形結(jié)構(gòu)中心部鉸接設(shè)置一滑套，所述滑套套裝于一變螺距絲桿外圍，所述主動(dòng)變徑輪轂與所述被動(dòng)變徑輪轂的變螺距絲桿之間通過一同步帶聯(lián)接構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)，所述主動(dòng)變徑輪轂和被動(dòng)變徑輪轂之間通過一皮帶構(gòu)成同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可用于各種無級變速機(jī)構(gòu)，并提高無級變速器的傳遞扭矩與功率，另外還提高了最高限速的許用值。
文檔編號F16H55/54GK103104667SQ201310034510
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者王子延, 劉小稚 申請人:王子延, 劉小稚